JP2015145084A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インクを凝集させずに記録媒体に残存する凝集剤を記録媒体から除去することができる印刷装置および印刷方法を提供する。
【解決手段】記録媒体Ｓを送る送り部２と、記録媒体Ｓに対して、色材を凝集する凝集剤を含む反応液を付与する反応液付与部３と、記録媒体Ｓの送り経路において反応液付与部３よりも下流に設けられ、記録媒体Ｓに対して、色材を含むインクを吐出するインク吐出部５と、送り経路においてインク吐出部５よりも下流に設けられ、記録媒体Ｓから凝集剤を除去する除去部４と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行う印刷装置および印刷方法に関するものである。

従来、記録媒体を搬送する給紙部、排紙部、渡し胴および排紙胴と、記録媒体に対して、色材を凝集する凝集剤を含む凝集処理液を付与する処理液付与部と、記録媒体の送り経路において処理液付与部よりも下流に設けられ、記録媒体に対して、色材を含むインクを打滴する印字部と、記録媒体の送り経路において印字部よりも下流に設けられ、記録媒体を乾燥させる溶媒乾燥ユニットと、を備えた印刷装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−２２６８４８号公報

従来の印刷装置は、インクを凝集させずに記録媒体に残存する凝集剤を記録媒体から除去するものではなかった。

本発明は、インクを凝集させずに記録媒体に残存する凝集剤を記録媒体から除去することができる印刷装置および印刷方法を提供することを課題としている。

本発明の印刷装置は、記録媒体を送る送り部と、記録媒体に対して、色材を凝集する凝集剤を含む反応液を付与する反応液付与部と、記録媒体の送り経路において反応液付与部よりも下流に設けられ、記録媒体に対して、色材を含むインクを吐出するインク吐出部と、送り経路においてインク吐出部よりも下流に設けられ、記録媒体から凝集剤を除去する除去部と、を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、送り経路においてインク吐出部よりも下流に、記録媒体から凝集剤を除去する除去部を設けたことで、インクを凝集させずに記録媒体に残存する凝集剤を記録媒体から除去することができる。

この場合、除去部は、記録媒体に対して、凝集剤を溶解または分散させる液体を付与する液体付与部と、送り経路において液体付与部よりも下流に設けられ、記録媒体に対して気体を吹き付ける吹付部と、を有することが好ましい。

この構成によれば、液体付与部により記録媒体に付与された液体に、凝集剤が溶解または分散する。そして、吹付部から記録媒体に気体を吹き付けることにより、凝集剤が溶解または分散した液体を、記録媒体から吹き飛ばすことができる。

この場合、除去部は、吹付部により記録媒体から吹き飛ばされた液体を吸引する吸引部を、さらに有することが好ましい。

この構成によれば、吹付部から吹き付けられた気体により、記録媒体から吹き飛ばされた液体を、吸引部で吸引することができる。

この場合、除去部は、送り経路において吹付部よりも下流に設けられ、記録媒体を乾燥させる乾燥部を、さらに有することが好ましい。

この構成によれば、インクを凝集させずに記録媒体に残存する凝集剤を溶解または分散させる液体を、記録媒体から除去した後、記録媒体を乾燥させることができる。

本発明の印刷方法は、記録媒体に対して、色材を凝集する凝集剤を含む反応液を付与するステップと、反応液が付与された記録媒体に対して、色材を含むインクを吐出するステップと、インクが吐出された記録媒体から凝集剤を除去するステップと、を実行することを特徴とする。

この方法によれば、インクが吐出された記録媒体から凝集剤を除去するステップを実行することで、インクを凝集させずに記録媒体に残存する凝集剤を記録媒体から除去することができる。

本発明の一実施形態に係る印刷装置の構成図である。 印刷装置における回転ドラム周りの斜視図である。 記録媒体に残存する凝集剤の高デューティ画像および低デューティ画像における差異を表した図であり、（ａ）は、凝集剤を除去する前の記録媒体の様子であり、（ｂ）は、凝集剤を除去した後の記録媒体の様子である。 印刷装置の除去部を表している図である。 印刷装置の除去部の変形例を表している図である。 印刷装置の除去部の他の変形例を表している図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る印刷装置について説明する。本実施形態の印刷装置は、記録媒体に対して、色材を凝集する凝集剤を含む反応液を吐出し、その上に色材を含むインクを吐出して記録を行うものである。色材としては、例えば顔料や染料が用いられる。記録媒体としては、特に限定されるものではないが、ここでは、ラベル用紙を用いる。ラベル用紙は、画像が形成されるラベル基材と、ラベル基材の裏面に塗布された粘着剤を介してラベル基材に貼着された剥離紙と、で構成される。なお、ラベル基材の材質は、紙系でもフィルム系でもよい。

図１および図２に示すように、本実施形態の印刷装置１は、ラベル用紙Ｓを送る送り部２と、ラベル用紙Ｓに反応液を付与する反応液付与部３と、反応液が吐出されたラベル用紙Ｓに対して、インクＤ（図３参照）を吐出するインク吐出部５と、インクＤが吐出されたラベル用紙Ｓを乾燥させる気化促進部６と、ラベル用紙Ｓが乾燥した後、インクＤを凝集させずにラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａ（図３参照）を除去する除去部４とを備えている。ラベル用紙Ｓの送り経路において、上流側から順に、反応液付与部３と、インク吐出部５と、気化促進部６と、除去部４とが設けられている。

送り部２は、ロール・ツー・ロール方式でラベル用紙Ｓを送る。送り部２は、繰出しリール７および巻取りリール８と、送り経路の略中間に設けられた回転ドラム９と、送り経路に設けられた複数のローラーとを備えている。

複数のローラーとしては、送り経路の上流側から順に、上流側送りローラー１１、上流側ガイドローラー１２、下流側ガイドローラー１３、下流側送りローラー１４、第１折返しローラー１５および第２折返しローラー１６が設けられている。繰出しリール７、上流側送りローラー１１、下流側送りローラー１４および巻取りリール８を回転駆動することで、ラベル用紙Ｓが、繰出しリール７から繰り出され、回転ドラム９の周面に沿って送り方向に送られた後、巻取りリール８に巻き取られる。なお、第１折返しローラー１５ーおよび第２折返しローラー１６は、気化促進部６に設けられている。

回転ドラム９は、図示しない支持機構により回転可能に支持された円筒形状のドラムである。回転ドラム９は、ラベル用紙Ｓを、裏面側すなわち記録面Ｓａとは反対側から外周面で支持している。回転ドラム９は、その外周面に沿ってラベル用紙Ｓが送られると、外周面とラベル用紙Ｓとの間の摩擦力により、従動回転する。

インク吐出部５は、送り経路の上流側から順に、第１ヘッドユニット１７ａ、第２ヘッドユニット１７ｂ、第３ヘッドユニット１７ｃ、第４ヘッドユニット１７ｄ、第５ヘッドユニット１７ｅおよび第６ヘッドユニット１７ｆを備えている。各ヘッドユニット１７ａ〜１７ｆは、回転ドラム９の回転中心に対して放射状に配置されている。

各ヘッドユニット１７は、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対し、インクジェット方式でインクＤを吐出するものである。各ヘッドユニット１７は、回転ドラム９の幅に対応して配置された複数のインク吐出ノズル（図示省略）を有している。すなわち、各ヘッドユニット１７は、ライン型である。なお、各ヘッドユニット１７は、複数のインク吐出ヘッド（図示省略）を並べて構成してもよく、単一のインクジェットヘッド（図示省略）により構成してもよい。

第１ヘッドユニット１７ａはホワイトインクを吐出する。第２ヘッドユニット１７ｂはブラックインクを吐出する。第３ヘッドユニット１７ｃはイエローインクを吐出する。第４ヘッドユニット１７ｄはシアンインクを吐出する。第５ヘッドユニット１７ｅはマゼンタインクを吐出する。なお、以下では、イエローインク、シアンインクおよびマゼンタインクをまとめて「カラーインク」ともいう。第６ヘッドユニット１７ｆはオーバーコート液を吐出する。ホワイトインク、ブラックインクおよび３色のカラーインクは、いずれも、色材である顔料が溶媒中に分散した顔料インクである。また、オーバーコート液は、顔料を含まず、樹脂が溶媒中に分散した透明なインクＤである。なお、複数のヘッドユニット１７が吐出するインクＤの色は、特に限定されるものではなく、他の色のインクＤを用いてもよく、インクＤの色の数も任意である。

印刷装置１は、ラベル用紙Ｓに対し、印刷画像を直接形成する第１印刷モードと、ラベル用紙Ｓに対し、下地を形成した後、印刷画像を形成する第２印刷モードとを選択的に実行可能である。第１印刷モードでは、第１ヘッドユニット１７ａによりホワイトインクを吐出することなく、第２ヘッドユニット１７ｂから第５ヘッドユニット１７ｅによりブラックインクおよびカラーインクを吐出して、印刷画像を形成する。また、第２印刷モードでは、第１ヘッドユニット１７ａによりホワイトインクを全面に吐出して白色の下地を形成し、形成された下地の上に、第２ヘッドユニット１７ｂから第５ヘッドユニット１７ｅによりブラックインクおよびカラーインクを吐出して、印刷画像を形成する。第１印刷モードは、例えば、ラベル用紙Ｓが紙材で構成されている場合に実行され、第２印刷モードは、例えば、ラベル用紙Ｓが透明なフィルム材で構成されている場合に実行される。さらに、第１印刷モードおよび第２印刷モードのいずれにおいても、適宜、第６ヘッドユニット１７ｆが、オーバーコート液を吐出する。これにより、耐久性を高めることができる。

気化促進部６は、回転ドラム９と巻取りリール８との間に設けられている。気化促進部６は、ファン２１およびヒーター２２を有し、反応液およびインクＤが吐出されたラベル用紙Ｓに対して、記録面Ｓａと略平行に熱風を送ることで、ラベル用紙Ｓを乾燥させる。気化促進部６では、上記の第１折返しローラー１５および第２折返しローラー１６により、ラベル用紙Ｓの送り経路が折り返されている。このため、気化促進部６のスペースを広く設けることなく、ラベル用紙Ｓに熱風を効率良く当てることができる。
なお、気化促進部６は、ファン２１のみにより室温の風を送ることで、ラベル用紙Ｓを乾燥させてもよく、ヒーター２２のみによりラベル用紙Ｓを加熱することで、ラベル用紙Ｓを乾燥させてもよい。

反応液付与部３は、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して反応液を吐出する反応液吐出部（図示省略）を備えている。反応液吐出部は、インクジェット方式で反応液を吐出するものであり、上記の各ヘッドユニットと同様に構成されている。

反応液としては、分散体を凝集させる凝集剤Ａを溶媒に溶解させたもので、反応液が吐出されたラベル用紙Ｓに対してインクＤが吐出されると、反応液中の凝集剤Ａによって、インクＤ中の分散体相互のクーロン反発力が中和され、分散体同士が凝集する。これにより、ラベル用紙Ｓに吐出されたインクＤが増粘し、ラベル用紙Ｓに対するインクＤの定着性が高まる。

反応液の溶媒としては、水が好ましく、水に加えて、多価アルコール類、多価アルコール誘導体などの水溶性有機溶媒を添加してもよい。

凝集剤Ａとしては、例えば金属塩が好ましく、なかでも、凝集力の点から、多価金属塩が好ましい。多価金属塩としては、例えば、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウムおよびギ酸カルシウムのなかの１または複数を好適に用いることができる。これらの凝集剤Ａのうち、硝酸カルシウム、塩化カルシウムおよび塩化マグネシウムは、潮解性を有する。一方、酢酸カルシウム、酢酸マグネシウムおよびギ酸カルシウムは、刺激臭を有する。

また、図３に示すように、ラベル用紙Ｓに記録する画像が高デューティの場合は、インクＤと反応せずにラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａが少ないが、ラベル用紙Ｓに記録する画像が低デューティの場合は、ラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａが多くなる。

インクＤと反応しない凝集剤Ａが、ラベル用紙Ｓに残ると、凝集剤Ａが潮解性を有する場合、空気中の水分を取り込むことで、ラベル用紙Ｓにべとつきが残ってしまう。また、凝集剤Ａが刺激臭を有する場合、ラベル用紙Ｓが水分と接触した際に、刺激臭を発生させてしまう。

図４に示すように、除去部４は、ラベル用紙Ｓの送り経路における気化促進部６の下流に設けられたスリットコーター４１と、ラベル用紙Ｓの送り経路におけるスリットコーター４１の下流に設けられたエアーナイフ４２と、エアーナイフ４２の側方に設けられた液体バキューム４３と、ラベル用紙Ｓの送り経路におけるエアーナイフ４２の下流に設けられた乾燥部４４と、を備えている。

スリットコーター４１は、記録面Ｓａを上に向けて略水平に送られてくるラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに液体を付与する。液体は、凝集剤Ａを溶解または分散させるもので、例えば、水が好ましい。液体は、まず、外部から、液体の流路である液体供給路４５を通り、スリットコーター４１へ送られる。スリットコーター４１へ送られた液体は、スリットコーター４１の下面に設けられたスリットからラベル用紙Ｓに付与される。スリットコーター４１は、スリットがラベル用紙Ｓの幅方向に対して略平行に延在するように設けられている。液体は、ラベル用紙Ｓが送られると共に、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに塗布される。
なお、スリットコーター４１は、特許請求の範囲の「液体付与部」の一例である。
また、ラベル用紙Ｓのラベル基材Ｓ１の浸透性が高い場合、スリットコーター４１により、液体が付与されることで、ラベル基材Ｓ１に定着したインクＤが剥がれるなどの悪影響を及ぼす恐れがある。このため、浸透性が少ないフィルム系のラベル基材Ｓ１が好ましい。また、紙系のラベル基材Ｓ１を用いる場合には、表面に樹脂を塗布するなど、インクＤの浸透性を低下させることが好ましい。

エアーナイフ４２は、先端部に設けられた吹出口からラベル用紙Ｓの記録面Ｓａにエアー（気体）を吹き付ける（図４（ａ）参照）。エアーナイフ４２は、吹出口がラベル用紙Ｓの幅方向に対して斜めに延在するように設けられている（図４（ｂ）参照）。エアーナイフ４２は、ラベル用紙Ｓの送り方向に対して斜め上流側に向けてエアーを吹き出すように、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して斜めに傾けて設けられている。エアーナイフ４２の吹出口からラベル用紙Ｓにエアーを吹き付けることにより、凝集剤Ａが溶解または分散した液体を、ラベル用紙Ｓの側方に向けて、ラベル用紙Ｓから吹き飛ばすことができる。
なお、エアーナイフ４２は、特許請求の範囲における「吹付部」の一例である。

液体バキューム４３は、エアーナイフ４２により液体が吹き寄せられてくる側のラベル用紙Ｓ側方に設けられている。液体バキューム４３は、例えば、吸引ポンプ（図示省略）等を有し、エアーナイフ４２により吹き寄せられてくる液体を吸引する。これにより、液体が、ラベル用紙Ｓの剥離紙Ｓ２側に回り込むことを抑制できる。したがって、剥離紙Ｓ２の材質が紙系である場合にも、剥離紙Ｓ２が液体を吸収してしまうことを抑制できる。
また、液体バキューム４３は、特許請求の範囲における「吸引部」の一例である。

乾燥部４４は、ファン４６およびヒーター４７を有し、反応液およびインクＤが吐出されたラベル用紙Ｓに対して、熱風を送ることで、ラベル用紙Ｓを乾燥させる。なお、熱風の温度が高すぎることにより、ラベル用紙Ｓに悪影響を及ぼす恐れがあるため、熱風の温度は、６０℃から８０℃の間が好ましい。これにより、インクＤを凝集させずにラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａを溶解または分散させる液体を、エアーナイフ４２でラベル用紙Ｓから除去した後、ラベル用紙Ｓを乾燥させることができる。

以上、本実施形態の印刷装置１によれば、ラベル用紙Ｓの送り経路においてインク吐出部５よりも下流に、ラベル用紙Ｓから凝集剤Ａを除去する除去部４を備えたことで、インクＤを凝集させずにラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａをラベル用紙Ｓから除去、すなわち洗い流すことができる。したがって、ラベル用紙Ｓに凝集剤Ａの残存することによる、ラベル用紙Ｓのべとつきや刺激臭の発生といった悪影響を抑制することができる。

続いて、本実施形態の印刷装置１における、除去部４の変形例について説明する。第１変形例の除去部４は、上方から送られてくるラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して液体を付与する点が、相違する。以下、異なる点を中心に説明する。

図５に示すように、第１変形例の除去部４は、ラベル用紙Ｓの送り経路における気化促進部６の下流に設けられたリードローラー４８と、リードローラー４８に沿って上方から湾曲して送られるラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して、およそ垂直になる角度で液体が付与されるように設けられたスリットコーター４１と、ラベル用紙Ｓの送り経路におけるスリットコーター４１の下流に設けられたエアーナイフ４２と、ラベル用紙Ｓの送り経路におけるエアーナイフ４２の下流に設けられた乾燥部４４と、を備えている。

ラベル用紙Ｓは、リードローラー４８に対して、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａが外側を向いた状態で、リードローラー４８に沿って送られる。すなわちラベル用紙Ｓは、記録面Ｓａとは反対側の面でリードローラー４８と接触する。

スリットコーター４１は、リードローラー４８により湾曲した部分のラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して液体を塗布する。
なお、第１変形例の除去部４における、スリットコーター４１は、およそ水平方向に液体を付与するため、リードローラー４８の回転速度が遅い場合、重力により、液体が、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに付与されず落下してしまう恐れがある。これにより、ラベル用紙Ｓは、一定以上の送り速度を保った状態で送られることが好ましい。

エアーナイフ４２は、記録面Ｓａを斜め下方に向けて斜め下方に送られるラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対してエアーを吹き付ける。エアーナイフ４２の吹出口から吹き付けられるエアーにより、吹き飛ばされた液体は、重力により落下する。落下した液体は、図外の容器に回収される。これにより、液体バキューム４３（吸引部）が不要となる。

以上、本実施形態の印刷装置１において、第１変形例の除去部４を備えた場合にも、インクＤを凝集させずにラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａをラベル用紙Ｓから除去することができる。

続いて、本実施形態の印刷装置１における、除去部４の他の変形例について説明する。第２変形例の除去部４は、記録面Ｓａを下方に向けて略水平に送られるラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して液体を付与する点が、相違する。以下、異なる点を中心に説明する。

図６に示すように、第２変形例の除去部４は、ラベル用紙Ｓの送り経路における気化促進部６の下流に設けられ、記録面Ｓａを下方に向けてラベル用紙Ｓが略水平に送られるラベル用紙Ｓをガイドする第１回転ローラー５１、第２回転ローラー５２および第３回転ローラー５３と、ラベル用紙Ｓの送り経路における第２回転ローラー５２の下流に設けられたスリットコーター４１と、ラベル用紙Ｓの送り経路におけるスリットコーター４１の下流に設けられたエアーナイフ４２と、ラベル用紙Ｓの送り経路における第３回転ローラー５３の下流に設けられた、乾燥部４４と、を備えている。

第２回転ローラー５２および第３回転ローラー５３は、略水平位置に離れて設けられており、ラベル用紙Ｓは、第２回転ローラー５２と第３回転ローラー５３との間で、記録面Ｓａを下方に向けて略水平に送られる。

スリットコーター４１は、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して下方から液体を塗布する。

エアーナイフ４２は、ラベル用紙Ｓの記録面Ｓａに対して下方からエアーを吹き付ける。エアーナイフ４２の吹出口から吹き付けられるエアーにより、吹き飛ばされた液体は、重力により落下する。落下した液体は、図外の容器に回収される。これにより、液体バキューム４３（吸引部）が不要となる。

以上、本実施形態の印刷装置１において、第２変形例の除去部４を備えた場合にも、インクＤを凝集させずにラベル用紙Ｓに残存する凝集剤Ａをラベル用紙Ｓから除去することができる。
なお、本実施形態では、ドラム搬送タイプの印刷装置１に本発明を適用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、フラット搬送タイプの印刷装置（図示省略）にも適用できる。

１…記録装置、２…送り部、７…繰出しリール、８…巻取りリール、９…回転ドラム、１１…上流側送りローラー、１２…上流側ガイドローラー、１３…下流側ガイドローラー、１４…下流側送りローラー、１５…第１折返しローラー、１６…第２折返しローラー、Ａ…凝集剤、３…反応液付与部、Ｄ…インク、５…インク吐出部、１７ａ…第１ヘッドユニット、１７ｂ…第２ヘッドユニット、１７ｃ…第３ヘッドユニット、１７ｄ…第４ヘッドユニット、１７ｅ…第５ヘッドユニット、１７ｆ…第６ヘッドユニット、４…除去部

Claims (6)

1. 記録媒体を送る送り部と、
   前記記録媒体に対して、色材を凝集する凝集剤を含む反応液を付与する反応液付与部と、
   前記記録媒体の送り経路において前記反応液付与部よりも下流に設けられ、前記記録媒体に対して、前記色材を含むインクを吐出するインク吐出部と、
   前記送り経路において前記インク吐出部よりも下流に設けられ、前記記録媒体から前記凝集剤を除去する除去部と、
   を備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 前記除去部は、
   前記記録媒体に対して、前記凝集剤を溶解または分散させる液体を付与する液体付与部と、
   前記送り経路において前記液体付与部よりも下流に設けられ、前記記録媒体に対して気体を吹き付ける吹付部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記除去部は、
   前記吹付部により前記記録媒体から吹き飛ばされた前記液体を吸引する吸引部を、
   さらに有することを特徴とする請求項２に記載の印刷装置。
4. 前記除去部は、
   前記送り経路において前記吹付部よりも下流に設けられ、前記記録媒体を乾燥させる乾燥部を、
   さらに有することを特徴とする請求項２または３に記載の印刷装置。
5. 前記凝集剤は、金属塩であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の印刷装置。
6. 記録媒体に対して、色材を凝集する凝集剤を含む反応液を付与するステップと、
   前記反応液が付与された前記記録媒体に対して、前記色材を含むインクを吐出するステップと、
   前記インクが吐出された前記記録媒体から前記凝集剤を除去するステップと、
   を実行することを特徴とする印刷方法。

Images